JP2009211907A - 電池モジュールおよびそれらを用いた電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】不具合を有する電池が引火や破裂しても、周囲の電池に影響を与えない電池モジュールおよびそれらを用いた電池パックを提供することを目的とする。
【解決手段】第１筺体１１０と、第２筺体１２０と、第１筺体１１０と第２筺体１２０に収納される排気孔を有する複数の電池１３０を少なくとも備え、第１筺体１１０および第２筺体１２０の少なくとも一方で電池１３０の排気孔と対向する位置に、電池１３０を個別に収納する第１隔壁部材１１５を設けた構成を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電池に発熱などの不具合を生じても他の電池に影響を与えない電池モジュールおよびそれらを用いた電池パックに関する。

近年、省資源や省エネルギーの観点から、繰り返し使用できるニッケル水素、ニッケルカドミウムやリチウムイオンなどの二次電池への需要が高まっている。中でもリチウムイオン二次電池は、軽量でありながら、起電力が高く、高エネルギー密度であるという特徴を有しているため、携帯電話やデジタルカメラ、ビデオカメラ、ノート型パソコンなどの様々な種類の携帯型電子機器や移動体通信機器の駆動用電源としての需要が拡大している。一方、化石燃料の使用量の低減やＣＯ_２の排出量を削減するために、自動車などのモータ駆動用の電源として、組み合わせることにより、所望の電圧や容量を得ることができる電池モジュールも開発されている。

それらの開発において、電池の高エネルギー密度化が進むに伴って、利用の形態によっては、電池自身が高温に発熱するなどのおそれがある。そのため、電池自体の安全性とともに、それらを集合して用いる電池モジュールや電池パックにおける安全性がより重要となっている。

そこで、上述のような電池は、過充電されたり、あるいは内部短絡や外部短絡により発生するガスで、電池の内圧が上昇し、場合によっては、電池ケースが破裂する可能性がある。そのため、一般に、これらの電池には、ガス抜きのためのベント機構や排気孔などが設けられている。

そこで、従来、電池から内容物が噴出した場合でも、電池の発煙や引火を未然に防ぐことを可能とする、充放電可能な電池と可燃性物質を吸着するフィルタ部と、電池およびフィルタ部を覆い、フィルタ部を通過することにより浄化された内容物を外部へ排出する排出孔が設けられた外郭部材とを備えた電池パックの例が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、合成樹脂からなるホルダーケースの正方形の各電池収納部に個別に電池を収納する電池モジュールの例が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６−２２８６１０号公報 特開２００３−１６２９９３号公報

しかしながら、特許文献１に示す電池パックは、１個の電池の不具合によりベント機構が作動した場合、噴出するガスによる引火や破裂による周囲電池への連鎖的な劣化を防止できない。そのため、特に複数の電池を集合して用いる電池モジュールや電池パックにおいては、周囲の電池への影響をいかに抑制するかが課題となっている。

また、特許文献２に示す電池モジュールは、電池収納部に電池を個別に収納することにより、電池間の接続を安定して行うことができる。また、振動や衝撃を受けても電池収納部で電池をがたつきなく保持できる。さらに、電池の高さ方向に設けた放熱用孔により冷却通路を確保して均一な冷却ができることが示されている。しかし、１個の電池が異常に発熱し、引火や破裂した場合の周囲の電池への影響を防止することに関しては何ら記載されていない。

本発明は、上記の課題を解決するものであり、不具合を有する電池が引火や破裂しても、周囲の電池に影響を与えない電池モジュールおよびそれらを用いた電池パックを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の電池モジュールは、第１筺体と、第２筺体と、第１筺体と第２筺体に収納される排気孔を有する複数の電池を備え、第１筺体および第２筺体の少なくとも一方で電池の排気孔と対向する位置に、電池を個別に収納する第１隔壁部材を設けた構成を有する。

この構成により、不具合電池の排気孔から噴出したガスの引火による炎などを第１隔壁部材で受け止めて周囲の電池へ直接炎が当たることを防止する。この結果、周囲電池への類焼や異常過熱などを未然に防ぎ、信頼性や安全性に優れた電池モジュールを実現できる。

また、本発明は、上記電池モジュールを、縦列または並列に接続した構成を有する。これにより、電池モジュールに積層しても、類焼のしにくい安全で信頼性の高い電池モジュールを実現できる。これにより、要求される電圧や容量に対応する電池モジュールを任意に構成できる。

また、本発明の電池パックは、上記電池モジュールを、外装筺体に収納した構成を有する。これにより、汎用性の高い電池パックを実現できる。

本発明によれば、電池に発熱などの不具合を生じても他の電池に影響を与えない電池モジュールおよびそれらを用いた電池パックを実現できる。

本発明の第１の発明は、第１筺体と、第２筺体と、第１筺体と第２筺体に収納される排気孔を有する複数の電池を備え、第１筺体および第２筺体の少なくとも一方で電池の排気孔と対向する位置に、電池を個別に収納する第１隔壁部材を設けた構成を有する。

この構成により、不具合電池の排気孔から噴出した高温のガスの引火による炎などを第１隔壁部材で受け止めて周囲の電池へ直接炎が当たることを防止する。この結果、周囲電池への類焼や異常過熱などを未然に防ぎ、信頼性や安全性に優れた電池モジュールを実現できる。

本発明の第２の発明は、第１の発明において、第１隔壁部材の高さが、電池の排気孔を収納する高さ以上で、電池の高さ以下である。これにより、不具合電池の排気孔から噴出した高温のガスが、周囲電池へ直接当たることを効率的に防止できる。

本発明の第３の発明は、第１の発明および第２の発明において、第１筺体および第２筺体の少なくとも一方で電池の排気孔の反対側と対向する位置に、第１隔壁部材に対応して、電池を個別に収納する第２隔壁部材を設けた構成を有する。これにより、不具合電池の排気孔から噴出した高温のガスが、周囲電池へ直接当たることを効率的に防止できる。さらに、不具合電池の電池ケースからの輻射熱の周囲電池への伝達を防止できる。

本発明の第４の発明は、第１の発明および第２の発明において、第１筺体および第２筺体の少なくとも一方で電池の排気孔の反対側と対向する位置に、第１隔壁部材に対応して、第１隔壁部材を収納する第２隔壁部材を設けた構成を有する。これにより、２重の隔壁部材構成にできるため、さらに信頼性や安全性に優れた電池モジュールを実現できる。

本発明の第５の発明は、第３の発明または第４の発明において、第１隔壁部材および第２隔壁部材の少なくとも一方に、通気孔を設けている。これにより、不具合電池の排気孔から噴出した高温のガスを効率的に排出できる。

本発明の第６の発明は、第３の発明において、第１隔壁部材と第２隔壁部材の高さの和が、電池の高さ以下で、その差を通気孔とする。これにより、不具合電池の排気孔から噴出した高温のガスを効率的に排出できる。

本発明の第７の発明は、第１の発明から第６の発明のいずれかにおいて、第１筺体および第２筺体の少なくとも一方は、耐熱部材からなる。これにより、不具合電池の排気孔から噴出した高温のガスによる各筺体の変形を防止できる。

本発明の第８の発明は、第７の発明において、耐熱部材が、金属材料を絶縁性樹脂で被覆した構成からなる。これにより、不具合電池の排気孔から噴出した高温のガスによる各筺体などの変形を確実に防止できる。

本発明の第９の発明は、第１の発明から第８の発明のいずれかにおいて、上記電池モジュールを、縦列または並列に接続した構成を有する。これにより、電池モジュールを多段に積層しても、類焼のしにくい安全で信頼性の高い電池モジュールを実現できる。これにより、要求される電圧や容量に対応する電池モジュールを任意に構成できる。

本発明の第１０の発明は、第１の発明から第９の発明のいずれかにおいて、上記電池モジュールを、外装筺体に収納した構成を有する。これにより、汎用性の高い電池パックを実現できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら、同一部分には同一符号を付して説明する。なお、本発明は、本明細書に記載された基本的な特徴に基づく限り、以下に記載の内容に限定されるものではない。また、以下では電池として、リチウムイオンなどの非水電解質二次電池（以下、「電池」と記す）を例に説明するが、これに限られないことはいうまでもない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電池モジュールに収納される電池の横断面図である。

図１に示すように、円筒型の電池は、例えばアルミニウム製の正極リード８を備えた正極１と、その正極１と対向する、例えば銅製の負極リード９を一端に備えた負極２とをセパレータ３を介して、捲回された電極群４を有する。そして、電極群４の上下に絶縁板１０ａ、１０ｂを装着して電池ケース５に挿入し、正極リード８の他方の端部を封口板６に、負極リード９の他方の端部を電池ケース５の底部に溶接する。さらに、リチウムイオンを伝導する非水電解質（図示せず）を電池ケース５内に注入し、電池ケース５の開放端部をガスケット７を介して正極キャップ１６、ＰＴＣ素子などの電流遮断部材１８および封口板６をかしめた構成を有する。また、正極キャップ１６には、電極群４の不具合によるベント機構１９の開放により生じるガスを抜くための排気孔１７を設けている。そして、正極１は正極集電体１ａと正極活物質を含む正極層１ｂから構成されている。

ここで、正極層１ｂは、例えばＬｉＣｏＯ_２やＬｉＮｉＯ_２、Ｌｉ_２ＭｎＯ_４、またはこれらの混合あるいは複合化合物などの含リチウム複合酸化物を正極活物質として含む。また、正極層１ｂは、さらに、導電剤と結着剤とを含む。導電剤として、例えば天然黒鉛や人造黒鉛のグラファイト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック類を含み、また結着剤として、例えばＰＶＤＦ、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミドなどを含む。

また、正極１に用いる正極集電体１ａとしては、アルミニウム（Ａｌ）、炭素、導電性樹脂などが使用可能である。

非水電解質には有機溶媒に溶質を溶解した電解質溶液や、これらを含み高分子で非流動化されたいわゆるポリマー電解質層が適用可能である。非水電解質の溶質としては、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｌＣｌ_４、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＣＯ_２）、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２などを用いることができる。さらに、有機溶媒としては、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）などを用いることができる。

また、負極２の負極集電体１１は、ステンレス鋼、ニッケル、銅、チタンなどの金属箔、炭素や導電性樹脂の薄膜などが用いられる。

さらに、負極２の負極層１５としては、黒鉛などの炭素材料や、ケイ素（Ｓｉ）やスズ（Ｓｎ）などのようにリチウムイオンを可逆的に吸蔵および放出する理論容量密度が８３３ｍＡｈ／ｃｍ^３を超える負極活物質を用いることができる。

以下、本発明の実施の形態１における電池モジュールについて、図２を用いて詳細に説明する。

図２（ａ）は本発明の実施の形態１における電池モジュールの分解斜視図で、図２（ｂ）は本発明の実施の形態１における電池モジュールの斜視図である。なお、図２（ｂ）では理解を助けるために、電池などを透視した状態で図示している。

図２（ａ）に示すように、電池モジュール１００は、例えばポリカーボネート樹脂などの絶縁性樹脂材料よりなる第１筺体１１０および第２筺体１２０と、それらの筺体に組む込まれる複数の電池１３０で構成されている。そして、第１筺体１１０は、電池１３０の排気孔と対向する位置に第１隔壁部材１１５を備えている。このとき、電池モジュール１００は、例えば複数の電池１３０を並列に接続した電池配置で構成されている。さらに、第１筺体１１０および第２筺体１２０には、複数の電池１３０を電気的に接続する第１接続端子（図示せず）と第２接続端子１２２が、例えばスポット溶接により接続されている。このとき、複数の電池モジュール１００を、例えば縦列または並列に連結する場合には、第１筺体１１０および第２筺体１２０に第１連結部１１４および第２連結部１２４が設けられる。なお、第１連結部１１４や第２連結部１２４は、第１接続端子や第２接続端子１２２と電気的に接続され、他の電池モジュールと接続する際の電気接続部として用いてもよい。

そして、図２（ｂ）に示すように、複数の電池１３０の排気孔側を第１筺体１１０の第１隔壁部材１１５に収納して第１接続端子（図示せず）と電池１３０の正極キャップとを接続するとともに、第２筺体１２０の第２接続端子１２２と電池１３０の電池ケース（具体的には、マイナス側）とを接続して電池モジュール１００が構成される。このとき、第１隔壁部材１１５の高さ（深さ）Ｔは、少なくとも電池１３０の排気孔部分が収納できる高さ以上で、電池１３０の高さ以下であればよい。例えば外径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの電池の場合、２ｍｍ≦Ｔ≦６５ｍｍである。

本実施の形態によれば、異常事態により電池が高温となり、排気孔から高温のガスが噴出しても、第１隔壁部材により、周囲の電池へ、高温のガスが直接当たることを防止できる。その結果、周囲の電池が連鎖的に高温となることを効果的に防ぐことができる。また、第１隔壁部材の高さが高いほど、電池の電池ケースの側面から放射され輻射熱も確実に遮蔽できるため、さらに周囲の電池への影響を抑制できる。

なお、本実施の形態では、第１筺体と第２筺体を電池と接続することにより電池モジュールを構成した例で説明したが、これに限られない。例えば、第１筺体や第２筺体に、電池の高さ程度の支持部材（図示せず）を介して確実に固定した電池モジュール構成としてもよい。

また、本実施の形態では、第１筺体および第２筺体や第１隔壁部材を、例えば２００℃程度の耐熱性を有するポリカーボネート樹脂などの耐熱部材からなる例で説明したが、これに限られない。例えば、第１隔壁部材を備える第１筺体だけに耐熱部材を用い、第２筺体には、例えば１００℃程度の耐熱性の低い、例えばポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）などの樹脂部材を用いてもよい。これにより、生産コストを低減できる。

ここで、耐熱部材として、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、フェノール樹脂、ユニレート、ガラスエポキシ樹脂、セラミックや発泡樹脂を用いてもよい。このとき、上記樹脂中に、炭素繊維やガラス繊維などのフィラーを含有することが好ましい。これは、含有されるフィラーにより、筺体の機械的強度を向上することができる。また、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属材料を、絶縁性樹脂で被覆したものを用いてもよい。このとき、金属材料は、板状でもメッシュ（網目状）でもよい。メッシュ状であれば、高い機械的な強度と筺体の軽量化を図れる。また、絶縁性樹脂としては、耐熱部材を必ずしも用いる必要がなく、安価で形成が容易な絶縁性樹脂でよい。

以下に、本発明の実施の形態１における電池モジュールの別の例について、図３を用いて説明する。

図３（ａ）は本発明の実施の形態１における電池モジュールの別の例の分解斜視図で、図３（ｂ）は本発明の実施の形態１における電池モジュールの別の例の斜視図である。なお、図３（ｂ）においても、理解を助けるために、電池などを透視した状態で図示している。

図３（ａ）に示すように、電池モジュール２００は、複数の電池１３０の排気孔の位置が互いに異なる配置で第１筺体２１０と第２筺体２２０に収納された構成を有する。そして、電池の排気孔に対向する位置の第１筺体２１０と第２筺体２２０に第１隔壁部材２１５と第２隔壁部材２２５を設けた点で、上記実施の形態の電池モジュール１００とは異なる。つまり、電池モジュール２００は、複数の電池を直列に接続する場合の構成の一例である。そのため、第１接続端子（図示せず）や第２接続端子２２２で、隣接する電池間が接続されている。

この場合、第１筺体２１０、第２筺体２２０、第１隔壁部材２１５および第２隔壁部材２２５は、電池モジュール１００の第１筺体１１０および第１隔壁部材１１５と同様の耐熱部材で構成される。なお、他の構成要素などは電池モジュール１００と同様であるので、説明を省略する。

本実施の形態の別の例によれば、異常事態により電池が高温となり、排気孔から高温のガスが噴出しても、第１隔壁部材および第２隔壁部材により、周囲の電池へ、高温のガスが直接当たることを防止できる。その結果、周囲の電池が連鎖的に高温となることを効果的に防ぐことができる。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における電池モジュールについて、図４を用いて詳細に説明する。

図４（ａ）は本発明の実施の形態２における電池モジュールの分解斜視図で、図４（ｂ）は本発明の実施の形態２における電池モジュールの斜視図である。

図４（ａ）に示すように、電池モジュール３００は、収納する複数の電池３３０のすべてに対応して、第１筺体３１０に第１隔壁部材３１５を設けるとともに、第２筺体３２０に第２隔壁部材３２５を設けて構成される。そして、第１隔壁部材３１５と第２隔壁部材３２５の、電池モジュール３００内で隣接しないいずれかの壁面に通気孔３５０を設けている点で、実施の形態１とは異なる。また、第１隔壁部材３１５の高さＴ１（深さ）と第２隔壁部材３２５の高さＴ２（深さ）の総和を少なくとも電池３３０の高さとすることにより、電池３３０全体が収納される。

このとき、図４においては、複数の電池３３０を並列に接続し、電池３３０の排気孔側が第１筺体３１０の第１隔壁部材３１５と対向して配置された例で示している。そのため、第１筺体３１０および第１隔壁部材３１５は、例えば２００℃程度の耐熱性を有するポリフェニレンサルファイド樹脂などの耐熱部材を用いることが必要である。一方、第２筺体および第２隔壁部材３２５には、例えばポリエチレン樹脂などの１００℃程度の耐熱性の低い部材を用いてもよい。

なお、他の構成要素などは電池モジュール１００と同様であるので、説明を省略する。

本実施の形態によれば、異常事態により電池が高温となり、排気孔から高温のガスが噴出しても、通気孔から排出されるとともに、第１隔壁部材および第２隔壁部材により、周囲の電池へ、高温のガスが直接当たることを防止できる。また、第１隔壁部材と第２隔壁部材で電池を完全に収納するため、電池の電池ケースの側面から放射される輻射熱も確実に遮蔽できるため、周囲の電池への影響をさらに抑制できる。

なお、上記実施の形態では、複数の電池を並列に接続する電池モジュールを例に説明したが、これに限られない。例えば、図５（ａ）に示すように、複数の電池４３０を直列に接続して、図５（ｂ）に示す電池モジュール４００を構成してもよい。この場合、第１筺体４１０、第１隔壁部材４１５、第２筺体４２０および第２隔壁部材４２５として、例えば２００℃程度の耐熱性を有するポリカーボネート樹脂などの耐熱部材を用いることが必要である。なお、他の構成要素などは電池モジュール３００と同様であるので、説明を省略する。

上記構成により、実施の形態２と同様の効果が得られるとともに、汎用性に優れた電池モジュール４００を実現できる。

（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における電池モジュールについて、図６を用いて詳細に説明する。

図６（ａ）は本発明の実施の形態３における電池モジュールの分解斜視図で、図６（ｂ）は本発明の実施の形態３における電池モジュールの斜視図である。

そして、図６（ｂ）に示すように、第１隔壁部材５１５の高さＴ３（深さ）と第２隔壁部材５２５の高さＴ４（深さ）の総和が、電池の高さより小さくし、その差（間隙部）を通気孔とする点で、実施の形態２の電池モジュールとは異なる。

すなわち、図６（ａ）に示すように、電池モジュール５００は、収納する複数の電池５３０のすべてに対応して、第１筺体５１０に第１隔壁部材５１５および第２筺体５２０に第２隔壁部材５２５を設けた構成を有する。このとき、第１隔壁部材５１５の高さＴ３（深さ）と第２隔壁部材５２５の高さＴ４（深さ）の総和が、少なくとも電池５３０の高さ以下であり、その差を通気孔５５０として用いるものである。

このとき、電池の排気孔と対向する第１隔壁部材または第２隔壁部材の高さは、少なくとも電池の排気孔が収納される高さ以上であることが重要である。

なお、他の構成要素などは電池モジュール４００と同様であるので、説明を省略する。

本実施の形態によれば、異常事態により電池が高温となり、排気孔から高温のガスが噴出しても、電池の高さと、第１隔壁部材と第２隔壁部材の高さの総和との差で形成される通気孔から排出されるとともに、第１隔壁部材および第２隔壁部材により、周囲の電池へ、高温のガスが直接当たることを防止できる。この結果、信頼性や安全性に優れた電池モジュールを実現できる。

なお、上記実施の形態では、通気孔５５０である間隙部が電池の全周囲に形成される例で説明したが、これに限られない。例えば、隣接する電池間の、第１隔壁部材または第２隔壁部材の壁面の総和を電池の高さ程度としてもよい。これにより、隣接する電池に対して、不具合電池の電池ケースの側面から放射される輻射熱を、大幅に低減できる。

（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４における電池モジュールについて、図７を用いて詳細に説明する。

図７（ａ）は本発明の実施の形態４における電池モジュールの分解斜視図で、図７（ｂ）は本発明の実施の形態４における電池モジュールの斜視図である。

図７（ｂ）に示すように、電池モジュール６００は、複数の電池６３０を個別に収納する第１筺体６１０の第１隔壁部材６１５に対応して設けられる第２筺体６２０の第２隔壁部材６２５を有している。そして、第２隔壁部材６２５が第１隔壁部材６１５の全体を収納する構造を有する点で、実施の形態２とは異なる。このとき、第１隔壁部材６１５と第２隔壁部材６２５の高さの総和は電池の高さ以上である。つまり、第１隔壁部材６１５と第２隔壁部材６２５とは部分的に重なる状態で電池６３０が収納されることになる。

なお、第２隔壁部材６２５の高さ（深さ）が、電池の高さ程度であれば、第１隔壁部材と第２隔壁部材が重なる同じ位置に通気孔を設けることが好ましい。しかし、第２隔壁部材の高さが電池の高さより低く、第１隔壁部材と第２隔壁部材との重なる部分で隙間がある場合には、その隙間を通気孔として用いることができるため、特に各隔壁部材に通気孔を設けなくてもよい。

本実施の形態によれば、第１隔壁部材と第２隔壁部材とで、２重に隔壁を設けているため、さらに信頼性や安全性に優れた電池モジュールを実現できる。

なお、本実施の形態では、複数の電池を並列に接続した構成の電池モジュールを例に説明したが、これに限られない。例えば、図８に示すように、複数の電池を直列に接続して電池モジュール７００を構成してもよく、同様の効果が得られる。このとき、第１筺体７１０、第１隔壁部材７１５、第２筺体７２０および第２隔壁部材７２５とを、耐熱性に優れた耐熱部材で構成する必要がある。

（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５における電池モジュールについて、図９を用いて詳細に説明する。

図９（ａ）は本発明の実施の形態５における電池モジュールの分解斜視図で、図９（ｂ）は本発明の実施の形態５における電池モジュールの斜視図である。

図９に示すように、例えばポリカーボネート樹脂などの絶縁性樹脂材料よりなる第１筺体８１０および第２筺体８２０と、それらの筺体に組む込まれる複数の電池８３０で構成されている。このとき、電池８３０は、プラス側に排気孔を有するとともに、マイナス側に、例えばＣ形形状の刻印からなる防爆弁８３５をさらに備え、複数の電池８３０を並列に接続した電池配置で構成されている。そして、電池８３０の排気孔と対向する位置に第１筺体８１０の第１隔壁部材８１５を設け、電池８３０の防爆弁８３５と対向する位置に第２筺体２２０の第２隔壁部材８２５を設けている。このとき、電池８３０の排気孔や防爆弁８３５と対向する第１隔壁部材８１５の高さＴ５および第２隔壁部材８２５の高さＴ６は、少なくとも電池８３０の排気孔および防爆弁８３５が開く高さ以上であることが重要である。

この場合、第１筺体８１０、第２筺体８２０、第１隔壁部材８１５および第２隔壁部材８２５は、電池モジュール１００の第１筺体１１０および第１隔壁部材１１５と同様の耐熱部材で構成される。なお、他の構成要素や構成材料などは電池モジュール１００と同様であるので、説明を省略する。

本実施の形態によれば、異常事態により電池が高温となり、排気孔または防爆弁から高温のガスが噴出しても、第１隔壁部材および第２隔壁部材により、周囲の電池へ、高温のガスが直接当たることを防止できる。その結果、周囲の電池が連鎖的に高温となることを防ぎ、安全で信頼性の高い電池モジュールを実現できる。

以下に、本発明の実施の形態５における電池モジュールの別の例について、図１０を用いて説明する。

図１０（ａ）は本発明の実施の形態５における電池モジュールの別の例の分解斜視図で、図１０（ｂ）は本発明の実施の形態５における電池モジュールの別の例の斜視図である。

図１０（ａ）に示すように、電池モジュール９００は、電池９３０のプラス側とマイナス側の両方が封口板を介してかしめられた構成を有する点で、上記の電池モジュール８００とは異なる。そして、少なくとも電池の両端に設けられた排気孔９３５の位置までは、第１筺体８１０の第１隔壁部材８１５と第２筺体８２０の第２隔壁部材８２５に収納された構成を有する。

本実施の形態の別の例によれば、構造の異なる電池に対しても、上記と同様の効果が得られる。

なお、上記実施の形態では、第１隔壁部材の高さと第２隔壁部材の高さの和が電池の高さより低い例で説明したが、これに限られない。例えば、第１隔壁部材の高さと第２隔壁部材の高さの和を電池の高さと等しくしてもよい。このとき、第１隔壁部材および第２隔壁部材の電池が隣接しない側面に通気孔を設けることが好ましい。

（実施の形態６）
以下、本発明の実施の形態６における電池モジュールについて、図１１を用いて詳細に説明する。

図１１（ａ）は本発明の実施の形態６における電池モジュールの分解斜視図で、図１１（ｂ）は本発明の実施の形態６における電池モジュールの斜視図である。

図１１（ａ）に示すように、電池モジュール１０００は、収納する電池として角形形状の電池１０３０を用いた点で、実施の形態１とは異なる。この場合、電池１０３０は、その中央部近傍にベント機構１０３５を有している。

そして、図１１（ａ）に示すように、複数の電池１０３０のベント機構１０３５側を第２筺体１０２０の第２隔壁部材１０２５に収納して第２接続端子１０２２と並列に接続するとともに、第１筺体１０１０の第１接続端子１０１２と電池１０３０の電池ケースとを接続して電池モジュール１０００が構成される。このとき、第２隔壁部材１０２５の高さ（深さ）Ｔは、少なくとも電池１０３０のベント機構１０３５の部分が収納できる高さ以上で、電池１０３０の高さ以下であればよい。例えば幅３４ｍｍ、高さ５０ｍｍの電池の場合、２ｍｍ≦Ｔ≦５２ｍｍである。

本実施の形態によれば、形状の異なる、角形の電池においても、異常事態により電池が高温となり、ベント機構から高温のガスが噴出しても、第２隔壁部材により、周囲の電池へ、高温のガスが直接当たることを防止できる。その結果、周囲の電池が連鎖的に高温となることを効果的に防ぐことができる。

以下に、本発明の実施の形態６における電池モジュールの別の例について、図１２を用いて説明する。

図１２（ａ）は本発明の実施の形態６における電池モジュールの別の例の分解斜視図で、図１２（ｂ）は本発明の実施の形態６における電池モジュールの別の例の斜視図である。

図１２（ａ）に示すように、電池モジュール１１００は、ベント機構１１３５が、封口板１１３２の中央部から離れた位置に設けられた角形の電池１１３０を直列に接続した構成である。そして、電池１１３０のベント機構１１３５と対向する位置の第１筺体１１１０と第２筺体１１２０に第１隔壁部材１１１５と第２隔壁部材１１２５を設けている。このとき、電池１１３０のベント機構１１３５と対向する第１隔壁部材１１１５の高さＴ７と第２隔壁部材１１２５の高さＴ８の和は、電池１１３０の高さ以上である。また、第１隔壁部材１１１５または第２隔壁部材１１２５の少なくとも電池１１３０が隣接しない側面に通気孔１１５０を設けている。

本実施の形態の別の例によれば、異なる位置にベント機構を有する電池に対しても、上記と同様の効果が得られる。そのため、電池の配置構成にかかわらず、安全で信頼性に優れた電池モジュールを実現できる。

なお、上記実施の形態の別の例では、第１隔壁部材の高さと第２隔壁部材の高さの和が電池の高さ以上である場合を例に説明したが、これに限られない。例えば、第１隔壁部材の高さと第２隔壁部材の高さの和を電池の高さより低くしてもよい。この場合、第１隔壁部材または第２隔壁部材に通気孔を設ける必要は、特にない。

（実施の形態７）
以下、本発明の実施の形態７における電池モジュールについて、図１３を用いて詳細に説明する。

図１３（ａ）は本発明の実施の形態７における電池モジュールの電池の収納方向から見た平面図で、電池モジュールを２段に縦列に接続した状態を説明する図である。また、図１３（ｂ）は本発明の実施の形態７における電池モジュールの電池の収納方向から見た平面図で、電池モジュールを２段で縦列および２列で並列に接続した状態を説明する図である。なお、図１３では理解を助けるために、電池や各隔壁部材などを透視した状態で図示している。

図１３（ａ）に示すように、電池モジュール１２００は、実施の形態２で説明した電池モジュール３００を、第１筺体３１０および第２筺体３２０の外形を介して、２段に縦列に積層して構成されている。そして、電池モジュール３００の第１筺体３１０および第２筺体３２０と第１隔壁部材３１５および第２隔壁部材３２５で形成される排気流路１２５０が形成されている。なお、電池モジュール３００が通気孔３５０を備えている場合、縦列に積層される電池モジュール間の通気孔を異なる位置に設けることが好ましい。

本実施の形態によれば、異常事態により電池が高温となり、通気孔３５０から噴出する高温のガスを、図面中の矢印で示しように排気流路１２５０を介して外部に排出できる。これにより、電池モジュール内の電池や電池モジュール間の対向する周囲の電池へ、高温のガスが直接当たることを防止できる。

なお、図１３（ｂ）に示すように、図１３（ａ）に示す電池モジュール１２００を並列に接続して、電池モジュール１３００の構成としてもよい。

つまり、電池モジュールを任意に縦列または並列に接続して、要求される電圧や容量の満足する電池モジュールを構成できる。

なお、本実施の形態では、実施の形態２の電池モジュール３００を例に説明したがこれに限られず、上記各実施の形態の電池モジュールを任意に組み合わせて電池モジュールを構成してもよい。

（実施の形態８）
以下、本発明の実施の形態８における電池パックについて、図１４を用いて詳細に説明する。

図１４は本発明の実施の形態８における電池パックの透視平面図である。

図１４に示すように、電池パック１４００は、例えば実施の形態７の電池モジュール１２００を外装筺体１５００に収納した構成を有する。そして、外装筺体１５００は、少なくとも外部機器や装置などと接続するための外部接続端子（図示せず）を有し、外部接続端子は電池モジュール１２００の接続端子と接続されている。

本実施の形態によれば、信頼性や安全性に優れ、汎用性の高い電池パックを実現できる。

なお、実施の形態１から実施の形態８においては、第１筺体および第２筺体が、第１隔壁部材の外形および第２隔壁部材の外形より小さい形状を例に説明したが、これに限られない。例えば、第１筺体と第１隔壁部材の外形および第２筺体と第２隔壁部材の外形を等しくてもよい。これにより、より小型、軽量の電池モジュールを実現できる。

また、各実施の形態においては、お互いにその構成を適用できることはいうまでもない。

本発明は、自動車、自転車や電動工具などの高い信頼性と安全性が要求される、電池モジュールや電池パックとして有用である。

本発明の実施の形態１における電池モジュールに収納される電池の横断面図 （ａ）本発明の実施の形態１における電池モジュールの分解斜視図（ｂ）本発明の実施の形態１における電池モジュールの斜視図 （ａ）本発明の実施の形態１における電池モジュールの別の例の分解斜視図（ｂ）本発明の実施の形態１における電池モジュールの別の例の斜視図 （ａ）本発明の実施の形態２における電池モジュールの分解斜視図（ｂ）本発明の実施の形態２における電池モジュールの斜視図 （ａ）本発明の実施の形態２における電池モジュールの別の例の分解斜視図（ｂ）本発明の実施の形態２における電池モジュールの別の例の斜視図 （ａ）本発明の実施の形態３における電池モジュールの分解斜視図（ｂ）本発明の実施の形態３における電池モジュールの斜視図 （ａ）本発明の実施の形態４における電池モジュールの分解斜視図（ｂ）本発明の実施の形態４における電池モジュールの斜視図 （ａ）本発明の実施の形態４における電池モジュールの別の例の分解斜視図（ｂ）本発明の実施の形態４における電池モジュールの別の例の斜視図 （ａ）本発明の実施の形態５における電池モジュールの分解斜視図（ｂ）本発明の実施の形態５における電池モジュールの斜視図 （ａ）本発明の実施の形態５における電池モジュールの別の例の分解斜視図（ｂ）本発明の実施の形態５における電池モジュールの別の例の斜視図 （ａ）本発明の実施の形態６における電池モジュールの分解斜視図（ｂ）本発明の実施の形態６における電池モジュールの斜視図 （ａ）本発明の実施の形態６における電池モジュールの別の例の分解斜視図（ｂ）本発明の実施の形態６における電池モジュールの別の例の斜視図 （ａ）本発明の実施の形態７における電池モジュールの電池の収納方向から見た平面図で、電池モジュールを２段に縦列に接続した状態を説明する図（ｂ）本発明の実施の形態７における電池モジュールの電池の収納方向から見た平面図で、電池モジュールを２段で縦列および２列で並列に接続した状態を説明する図 本発明の実施の形態８における電池パックの透視平面図

符号の説明

１ 正極
１ａ 正極集電体
１ｂ 正極層
２ 負極
３ セパレータ
４ 電極群
５ 電池ケース
６，１１３２ 封口板
７ ガスケット
８ 正極リード
９ 負極リード
１０ａ，１０ｂ 絶縁板
１１ 負極集電体
１５ 負極層
１６ 正極キャップ
１７，９３５ 排気孔
１８ 電流遮断部材
１９，１０３５，１１３５ ベント機構
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００，１３００ 電池モジュール
１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０，８１０，１０１０，１１１０ 第１筺体
１１４ 第１連結部
１１５，２１５，３１５，４１５，５１５，６１５，７１５，８１５，１１１５ 第１隔壁部材
１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０，７２０，８２０，１０２０，１１２０ 第２筺体
１２２，２２２，１０２２ 第２接続端子
１２４ 第２連結部
１３０，３３０，５３０，６３０，８３０，９３０，１０３０，１１３０ 電池
２２５，３２５，４２５，５２５，６２５，７２５，８２５，１０２５，１１２５ 第２隔壁部材
３５０，５５０，１１５０ 通気孔
８３５ 防爆弁
１０１２ 第１接続端子
１２５０ 排気流路
１４００ 電池パック
１５００ 外装筺体

Claims (10)

1. 第１筺体と、
   第２筺体と、
   前記第１筺体と前記第２筺体に収納される排気孔を有する複数の電池を備え、
   前記第１筺体および前記第２筺体の少なくとも一方で前記電池の前記排気孔と対向する位置に、前記電池を個別に収納する第１隔壁部材を設けたことを特徴とする電池モジュール。
2. 前記第１隔壁部材の高さが、前記電池の排気孔を収納する高さ以上で、前記電池の高さ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記第１筺体および前記第２筺体の少なくとも一方で前記電池の前記排気孔の反対側と対向する位置に、前記第１隔壁部材に対応して、前記電池を個別に収納する第２隔壁部材を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
4. 前記第１筺体および前記第２筺体の少なくとも一方で前記電池の前記排気孔の反対側と対向する位置に、前記第１隔壁部材に対応して、前記第１隔壁部材を収納する第２隔壁部材を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
5. 前記第１隔壁部材および前記第２隔壁部材の少なくとも一方に、通気孔を設けたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電池モジュール。
6. 前記第１隔壁部材と前記第２隔壁部材の高さの和が、前記電池の高さ以下で、その差を通気孔とすることを特徴とする請求項３に記載の電池モジュール。
7. 前記第１筺体および前記第２筺体の少なくとも一方は、耐熱部材からなることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電池モジュール。
8. 前記耐熱部材が、金属材料を絶縁性樹脂で被覆した構成からなることを特徴とする請求項７に記載の電池モジュール。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の前記電池モジュールを、縦列または並列に接続したことを特徴とする電池モジュール。
10. 請求項１から請求項９のいずれかに記載の前記電池モジュールを、外装筺体に収納したことを特徴とする電池パック。

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